Zylindrischer oder konischer Werkzeugträger für Holzzerspanungsmaschinen
Die Erfindung betrifft einen zylindrischen oder konischen Werkzeugträger für Holzzerspanungsmaschinen, mit in Ausschnitten des Körpers des Werkzeugträgers beweglich gelagerten Spannelementen, die nur durch Zentrifugalkraft während des Umlaufes einen Spanndruck auf die Messer ausüben, wobei die Grenzen der Bewegungsmöglichkeit der Spannelemente so bemessen sind, dass auch beim Stillstand des Werkzeugträgers die formschlüssige Verbindung zwischen Messer bzw.
Halteplatte mit Messer und dem Körper des Werkzeugträgers nicht ausser Eingriff kommen kann.
Bei einem solchen bekannten Werkzeugträger werden formschlüssig mit dem Werkzeugträgerkörper verbundene Einheiten aus Messern und Halteplatten dadurch selbsttätig und schraubenlos festgespannt, dass beweglich gelagerte Spannelemente wie Keile oder Schwenkleisten mit ihren Fliehkräften auf die genannten Einheiten wirken. Erforderlichenfalls können den Fliehkräften der Spannelemente noch die von Gewichten zugefügt werden.
Die Einheiten aus Messer und Halteplatte und ihre beweglichen Spannelemente liegen in Ausschnitten des Werkzeugträgerkörpers und jedes Messer mit seiner Halteplatte wird durch eine Fliehkraftkomponente des Spannelementes gegen eine Seitenfläche des Ausschnittes gedrückt; die andere Fliehkraftkomponente wirkt gegen die andere Seitenfläche des Ausschnittes.
Dabei sind Span-Nuten vor den Messern verwendet worden, wie sie für die spanabhebende Holzbearbeitung üblich und ausreichend sind. Für die Holzzerspanung sind jedoch viel geräumigere Span-Nuten oder Spantaschen notwendig. Am besten geeignet ist ein grosser Spänesammelraum vor jedem Messer, der das grosse Spänevolumen aufnehmen kann, das z. B. bei jedem Schnittweg eines Messers durch ein Rundholz bis etwa 500 mm Durchmesser anfällt.
Bringt man einen solchen grossen Spänesammelraum in einem bekannten Spannelement unter, so wird dieses sehr gross und schwer und seine Fliehkraft wird bei den üblichen hohen Schnittgeschwindigkeiten der Messer auch sehr gross. Dadurch werden die Ausschnitte im Körper des Werkzeugträgers in unnötig hohem Mass aufgeweitet und durch die grossen Drücke auf beide Seitenflächen der Ausschnitte die anschlie ssenden Teile des Körpers vom Werkzeugträger unnötig stark auf Biegung beansprucht.
Diese Nachteile treten besonders stark in Erscheinung bei einer anderen vorgeschlagenen Konstruktion mit Spänetaschen in der Messerhalteplatte und einer sehr schweren Schwenkleiste, deren Fliehkraft nicht nur die Einheit aus Messer und Halteplatte gegen die als Anlage des Messers dienende Seitenfläche des Ausschnittes, sondern diese Einheit unter Überwindung von deren Fliehkraft auch gegen die Grundfläche des Ausschnittes drücken soll.
Zur Beseitigung der geschilderten Nachteile wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass der Drehpunkt des als Schwenkleiste ausgebildeten Spannelementes in der Nähe der Grundfläche des Ausschnittes des Werkzeugträgerkörpers liegt. Vorzugsweise soll dieser Drehpunkt im Eckraum des Ausschnittes, der aus Grundfläche und Messeranlagefläche gebildet wird, liegen.
Dadurch wird es möglich, einen so grossen Teil jedes Ausschnittes im Werkzeugträgerkörper als Spänesammelraum freizulassen, wie es das aufzunehmende Spänevolumen erfordert, ohne dass das Spannelement zu schwer wird.
Ferner kann erreicht werden, dass nur gegen die Messeranlagefläche des Ausschnittes ein Fliehkraftspanndruck wirkt, und dass dessen Grösse in einfacher Weise den jeweiligen Erfordernissen angepasst werden kann, die sich aus der Umlaufgeschwindigkeit des Werkzeugträgers und dessen Durchmesser ergeben. Dabei können die Aufweitung des Werkzeugträgerkörpers und seine Biegebeanspruchung niedrig gehalten werden.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es ist:
Fig. 1 ein Teil eines zylindrischen Werkzeugträgers als Schnitt I-I der Fig. 2,
Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. 1 als Schnitt II-II der Fig. 1,
Fig. 3 ein Teil eines zylindrischen Werkzeugträgers in anderer Ausführung als der nach Fig. 1 und 2 als Schnitt III-III der Fig. 4,
Fig. 4 ein Grundriss zu Fig. 3 als Schnitt IV-IV der Fig. 3,
Fig. 5 der Aufriss einer Maschine zum Zerlegen von Rohhölzern in Teillängen,
Fig. 6 eine Seitenansicht der Fig. 5,
Fig. 7 die Stirnansicht eines Teiles vom Werkzeugträger der Maschine nach Fig. 5 und 6,
Fig. 8 ein Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 7.
Gemäss Fig. 1 liegen Schneid- oder Schälmesser 1 in einem Werkzeugträgerkörper 2 vom Durchmesser D, der um eine nicht dargestellte Achse rotiert. Das Messer 1 ist mit einer Halteplatte 3 in bekannter Weise zu einer Einheit verbunden. Jedes Messer wird ausserhalb des Werkzeugträgers zu seiner Halteplatte eingestellt, wobei eine Einstellehre eine Bezugsfläche hat, die der Formsclllussfläche 4 des Werkzeugträgers entspricht.
Die zum Festspannen der Einheit aus Messer 1 und Halteplatte 3 dienende schwenkbare Spannleiste 5 ist in dem Eckraum gelagert, der durch die Grundfläche 6 und die Messeranlagefläche 7 des Ausschnittes im Werkzeugträgerkörper 2 gebildet wird. Der Schwenkbolzen 8 hat Lager 9, die im Werkzeugträgerkörper 2 festgeschraubt sind. Am Lager 9 ist eine Formschlussleiste 10 für die Einheit aus Messer 1 und Halteplatte 3.
Die Wandung 11 der Schwenkleiste 5 bildet zusammen mit der Wandung 12 eines Einsatzstückes 13 - das an der zweiten Seitenfläche 14 des Ausschnittes im Werkzeugträger anliegt - einen grossen Spänesammelraum 15, in den die Späne in bekannter Weise zwischen der Spanfläche des Messers 1 und dem äusseren Teil 12' der Wandung 12 ein- und wieder austreten.
Beim Zerspanen des Holzes H entsteht harzhaltiger, klebiger Staub, der in die freien Teilräume des Ausschnittes mit den Seitenflächen 7 und 14 und der Grundfläche 6 eindringt und sich festsetzt. Es kann dadurch die Beweglichkeit der Spannelemente 5 und als Folge das Festspannen der Einheiten (1 und 3) durch die Fliehkraft der Schwenkleiste 5 beeinträchtigt werden. Federn, Stangen, Schrauben und dergleichen in den Ausschnitten und zwischen den dort untergebrachten Elementen begünstigen die Verschmutzung durch Holzstaub. Fig. 1 zeigt, dass die neue Einrichtung so gestaltet ist, dass eine Verschmutzung durch Holzstaub kaum eintreten kann.
Zur Sicherheit wird gemäss Fig. 2 Frischluft F von einer oder beiden Stirnseiten 16 und 17 des Werkzeugträgerkörpers 2 in den Raum 18 zwischen Schwenkleiste 5 und Grundfläche 6 des Werkzeugträgerausschnittes geführt, die zum Teil durch den Spalt 19 zwischen Schwenkleiste 5 und Wandung 12 am Einsatzstück 13 in den Spänesammelraum 15 strömt. De Spalt 19 begrenzt die Bewegungen der Schwenkleiste 5, so dass auch bei Stillstand des Werkzeugträgers der Formschluss zwischen Halteplatte 3 und Werkzeugträgerkörper 2 nicht ausser Eingriff kommen kann. Die Schwenkleiste 5 hat Bohrungen 20, durch die die Hauptmenge der Frischluft F aus dem Raum 18 in den Spänesammelraum 15 strömen kann; sie dient dort für das Auswerfen der Späne und des Staubes als Trägerluft.
Das Gelenk aus Schwenkbolzen 8 und Lager 9 für die Schwenkleiste 5 wird auch von Frischluft F umspült, die dann durch Bohrungen 20 in den Spänesammelraum strömen kann. Das Lager 9 hat eine Rippe 21, die das Abströmen von Frischluft durch den Spalt 22 verhindert, der durch Abschliff des Messers 1 grösser wird.
Gemäss Fig. 2 kann die Schwenkleiste 5 aus Gliedern 5a, 5b, 5c usw. bestehen. Besonders bei Werkzeugträgern mit grosser Arbeitsbreite, also langen Messern 1, ist es vorteilhaft, die Schwenkleiste gegliedert auszuführen, weil dann z. B. durch eine örtliche Unebenheit, Verschmutzung oder dergleichen zwischen Fläche 7 des Werkzeugträgers, der Einheit aus Messer 1 und Halteplatte 3 und der Druckfläche 23 der Schwenkleiste 5, der Anpressdruck über die gesamte Messerlänge nicht nachteilig beeinflusst wird. In Fig. 1 ist an der Schwenkleiste 5 eine Wulst 24 gestrichelt gezeichnet.
Durch diese Wulst wird das Gewicht der Schwenkleiste ohne deren Gelenkteil nur etwa 20 sO erhöht, der Anpressdruck an der Stelle 24' jedoch um etwa 50 %, ohne dass der Spänesammelraum 15 verkleinert oder der Ausschnitt mit den Flächen 6, 7 und 14 im Werkzeugträger vergrössert werden muss.
Das Messer 1 liegt im Werkzeugträger nicht immer parallel zu dessen Drehachse, darauf ist in Fig. 1 hingewiesen durch die gestrichelt eingezeichnete Messerstirnfläche 1'. Eine solche Messerschräglage hat zur Folge, dass gemäss Fig. 2 die vom Holz H abgeschälten Späne von der Faserlänge 1 sich durch den Spänesammelraum 5 etwa schraubenlinienförmig bewegen. Deshalb treten an der Stirnseite 17 des Werkzeugträgerkörpers 2 die Späne w, x, y und z aus dem Spänesammelraum 15 aus, während sich die Späne m, n, o von der Stirnseite 16 weg bewegen und nach Beendigung jedes Schnittweges des Messers 1 im Holz H durch den Schlitz zwischen der Spanfläche des Messers 1 und der Wand 12 etwa radial ausgeworfen werden.
Es ist vorteilhaft, an der Stirnseite 16 die Schwenkleiste 5 durch eine Wand 25 abzudecken, damit dort keine holzstaubhaltige Luft eintreten kann. An der Stirnseite 17 dagegen wird ein Raum 26 vorgesehen, in den die Späne w, x, y, z eintreten können und aus dem sie dann in den Strom der radial ausgeworfenen Späne einbezogen werden.
Die Fig. 3 und 4 stellen ein Ausführungsbeispiel dar, mit einer Glieder-Schwenkleiste 5, bei der der untere, den Boden des Spänesammelraumes 15 bildende Teil jedes Gliedes 5a, 5b, 5c einen Abstand S vom Nachbarglied hat, so dass durch die entstehenden Spalte 27 die Frischluft F aus dem Raum 18 in den Spänesammelraum 15 strömen kann.
Dieser Werkzeugträger 2 hat vor der Schneide des Messers 1 eine Druckleiste 29, die in bekannter Weise mit der Messerschneide bzw. der Messerspanfläche den Eingang bildet zum Spänesammelraum 15. Diese Druckleiste 29 wird getragen von Rippen 30, die mit einer Platte 31 und der Druckleiste 29 ein Ganzes, d. h.
das Einsatzstück, bilden. Wenn das Messer 1 die Wand W des Vorschubschachtes erreicht hat, also ein Schnitt durch das Holz H beendet ist, können die im Spänesammelraum 15 befindlichen Späne zwischen der Druckleiste 29 und der Platte 31 austreten. Weil die Teilung t der Rippen 30 zwischen Druckleiste 29 und Platte 31 genau oder annähernd gleich der Teilung t der Glieder 5a, 5b, 5c der Schwenkleiste 5 ist, trifft jeder aus einem Spalt 27 austretende Strom der Frischluft F auf eine Rippe 30, teilt sich dort und strömt in Teilen F1 und F. an den Seitenflächen der Rippen 30 nach aussen, wobei diese Teilströme auch die Späne mitnehmen, die sonst an der Stirn 28 der Rippe 30 haften könnten.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 ist vorgesehen, dass die das Gelenk 8, 9 umspülende Frischluft an beiden Stirnseiten 16, 17 des Werkzeugträgerkörpers 2 austreten kann. Der gegen das Messer 1 drückende Teil der Schwenkleiste 5 ist gemäss Fig. 1 und 3 mit einer verschleissfesten Platte 32 bestückt.
In den Fig. 5 und 6 ist eine Maschine mit einem zylindrischen Werkzeugträger vom Durchmesser D dargestellt, mit der Hölzer H von der Länge L in Teillängen Lr und L2 zerlegt werden können, wobei Späne von der Länge 1 entstehen, die den Anforderungen der Spanplatten-, Zellulose-, Faserplattenindustrie usw. entsprechen. Es handelt sich also um ein verlustfreies Zerlegen von Langhölzern in Teillängen. Gemäss Fig. 7 und 8 hat die Einheit aus Messer 1 und Halteplatte 3 den Formschluss 4 im Werkzeugträgerkörper 2 zur Verhinderung einer Bewegung nach aussen durch ihre Fliehkraft. Die Messerbreite B2 ist grösser als die Breite B1 des Werkzeugträgerkörpers 2, und es hat das Messer an beiden Stirnseiten des Werkzeugträgers Formschluss 33 gegenüber Verschiebungen in axialer Richtung.
Die Schwenkleiste 5, bevorzugterweise gelagert im Eckraum der Grundfläche 6 und der Messeranlagefläche 7 eines Ausschnittes im Werkzeugträgerkörper 2, presst durch ihre Fliehkraft die Einheit aus (1 und 3) gegen die Fläche 7 des Werkzeugträgerkörpers. Diese Schwenkleiste hat eine Stirnwand 34, an deren oberen Kante 35 die von der Schneide des Messers 1 nach dem Spänesammelraum 15 fliessenden Späne abkippen und in Richtung 36 (Fig. 8) ausgeworfen werden, wenn das Messer 1 den Schnitt durch das Holz H ausgeführt hat. Zum Messerwechsel wird von Hand bei 37 ein leichter Druck auf die Schwenkleiste 5 ausgeübt, die Einheit 1 und 3 fällt dann in die Rast 38 der Schwenkleiste und kann gegen eine Einheit 1 und 3 mit scharfem Messer 1 ausgewechselt werden.